JPS6351098A - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
- Publication number
- JPS6351098A JPS6351098A JP61194742A JP19474286A JPS6351098A JP S6351098 A JPS6351098 A JP S6351098A JP 61194742 A JP61194742 A JP 61194742A JP 19474286 A JP19474286 A JP 19474286A JP S6351098 A JPS6351098 A JP S6351098A
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- Japan
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- magnetic field
- discharge tube
- coaxial waveguide
- plasma
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はプラズマ発生装置に関する。更に詳細には、電
子サイクロトロン共鳴によりプラズマを発生するプラズ
マ発生装置に関する。
子サイクロトロン共鳴によりプラズマを発生するプラズ
マ発生装置に関する。
Ｃ従来の技術〕
周ＩＦｋωのマイクロ波を、電子サイクロトロン共鳴発
生条件を満たす強度の磁場Ｂ＝ωｍ／ｅ（本明細書では
この強度を「共鳴磁場強度」と言う。なお、ｍは電子の
質量であり、ｅは電子の電荷である。）中に供給して、
プラズマを発生するプラズマ発生装置が知られている。
生条件を満たす強度の磁場Ｂ＝ωｍ／ｅ（本明細書では
この強度を「共鳴磁場強度」と言う。なお、ｍは電子の
質量であり、ｅは電子の電荷である。）中に供給して、
プラズマを発生するプラズマ発生装置が知られている。
上述した電子サイクロトロン共鳴によるプラズマ発生装
置においては、マイクロ波を高真空状態に保持される放
電管に供給する必要があるが、このための給電経路には
、大気圧側と真空側とを隔離するための絶縁性真空シー
ルが設けられる。しかしながら、この真空シールは生成
されたプラズマの衝突を受は容易に破壊してしまうとい
う問題があった。また、従来のプラズマ発生装置におい
ては、放電管内のプラズマ発生領域に至るまでに、マイ
クロ波のエネルギーが費やされてしまい効率良くプラズ
マを発生することが出来ないという問題があった。
置においては、マイクロ波を高真空状態に保持される放
電管に供給する必要があるが、このための給電経路には
、大気圧側と真空側とを隔離するための絶縁性真空シー
ルが設けられる。しかしながら、この真空シールは生成
されたプラズマの衝突を受は容易に破壊してしまうとい
う問題があった。また、従来のプラズマ発生装置におい
ては、放電管内のプラズマ発生領域に至るまでに、マイ
クロ波のエネルギーが費やされてしまい効率良くプラズ
マを発生することが出来ないという問題があった。
上記問題点は、
マイクロ波を発生するマイクロ波発生源、内部が高真空
に保たれる放電管、 前記放電管内において、中心軸上が共鳴磁場強度未満で
あり、その周囲に共鳴磁場強度の磁場を形成する磁場発
生手段、 前記マイクロ波発生源から発生されたマイクロ波を前記
放電管内の前記共鳴磁場領域の近くまで搬送する同軸導
波管、 前記同軸導波管の内側導体が伸びて形成されたアンテナ
、および このアンテナを包囲して、前記同軸導波管の開口を７−
ルする真空ンールを備えてなる本発明のプラズマ発生装
置によって解決される。
に保たれる放電管、 前記放電管内において、中心軸上が共鳴磁場強度未満で
あり、その周囲に共鳴磁場強度の磁場を形成する磁場発
生手段、 前記マイクロ波発生源から発生されたマイクロ波を前記
放電管内の前記共鳴磁場領域の近くまで搬送する同軸導
波管、 前記同軸導波管の内側導体が伸びて形成されたアンテナ
、および このアンテナを包囲して、前記同軸導波管の開口を７−
ルする真空ンールを備えてなる本発明のプラズマ発生装
置によって解決される。
マイクロ波発生源から発生したマイクロ波は、放電管内
の共鳴磁場近くまで伸ばされた同軸導波管を伝達し、こ
の同軸導波管の内側導体が伸ばされて形成されたアンテ
ナから真空ンールを介して放電管内に放出される。この
放出されたマイクロ波のエネルギーは電子サイクロトロ
ン共鳴によるプラズマ生成に費やされる。
の共鳴磁場近くまで伸ばされた同軸導波管を伝達し、こ
の同軸導波管の内側導体が伸ばされて形成されたアンテ
ナから真空ンールを介して放電管内に放出される。この
放出されたマイクロ波のエネルギーは電子サイクロトロ
ン共鳴によるプラズマ生成に費やされる。
本発明によると、高効率にプラズマを発生することがで
き、かつ真空ンール破損の問題も発生しない。
き、かつ真空ンール破損の問題も発生しない。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。第１図は本発明の好ましい実施例の側断面図であり
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。内径１３４φ
長さ３００ ｍｍのステンレス製マイクロ波共振型放電
管１の外周には永久磁石２が二重に環状に配置されてい
る。これら永久磁石の背面には、軟鉄製円筒ヨーク３が
接触している。放電管１とヨーク３との間には、注入口
２０から流入し、排出口２１から排出する冷却水が充填
されている。マグネトロン４によって発生されたマイク
ロ波は同軸導波管５によって搬送される。
る。第１図は本発明の好ましい実施例の側断面図であり
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。内径１３４φ
長さ３００ ｍｍのステンレス製マイクロ波共振型放電
管１の外周には永久磁石２が二重に環状に配置されてい
る。これら永久磁石の背面には、軟鉄製円筒ヨーク３が
接触している。放電管１とヨーク３との間には、注入口
２０から流入し、排出口２１から排出する冷却水が充填
されている。マグネトロン４によって発生されたマイク
ロ波は同軸導波管５によって搬送される。
この同軸導波管５は放電管１内の、永久磁石５によって
構成された二つの環状体の中間お分まで伸びている。同
軸導波管５の内側導体５ａはそのまま更に伸ばされてお
り、マイクロ波放出用のアンテナ６を構成している。こ
のアンテナを包囲するようにセラミック製の真空シール
７が同軸導波管５の外側導体５ｂの端部に接着されてお
り、高真空状態の放電管１内部と大気圧状態の同軸導波
管５の中との間を真空シールしている。放電ガスはガス
導入口８から供給される。イオン引出口９と放電管１内
部との間には第１、第２および第３の電極が１０．１１
．１２が３枚重ねられて設けられているが、３つの電極
とも厚さ３ ｍｍであり、第１、第２の電極１０．１１
の間隔は１０珊、第２゜第３の電極の間隔；ま３ｍｍで
あり、引出口径は第１゜第２．第３電極とも１０φであ
る。マクネトロン４としては具体的には東芝袈マグネト
ロン２Ｍ１７２Δ（周波数２．４６Ｇｌ（ｚ、最高出力
３７ＱＷａ１１）を使用した。永久磁石２としては、−
個の大きさ４０ Ｘ ２２．５ Ｘ ６０、エネルギー
積４４３０．２Ｍ Ｇ Ｏｅ、残留磁束密度４３００Ｇ
、保磁力２３０００ｅのフェライト系のものが使用され
た。隣接する永久磁石２の中心側端面の極性は交互にな
っており、中心部分に、磁場強度が略零である零磁場が
形成され、その周囲（放電管内面から約３０ｍＩＩ＋の
所であり、真空シール７が設置される部分よりも外側）
に共鳴磁場が形成される。真空シール７は共鳴磁場強度
未満の箇所に設置されており、従って、プラズマの強い
衝撃を受けることはない。
構成された二つの環状体の中間お分まで伸びている。同
軸導波管５の内側導体５ａはそのまま更に伸ばされてお
り、マイクロ波放出用のアンテナ６を構成している。こ
のアンテナを包囲するようにセラミック製の真空シール
７が同軸導波管５の外側導体５ｂの端部に接着されてお
り、高真空状態の放電管１内部と大気圧状態の同軸導波
管５の中との間を真空シールしている。放電ガスはガス
導入口８から供給される。イオン引出口９と放電管１内
部との間には第１、第２および第３の電極が１０．１１
．１２が３枚重ねられて設けられているが、３つの電極
とも厚さ３ ｍｍであり、第１、第２の電極１０．１１
の間隔は１０珊、第２゜第３の電極の間隔；ま３ｍｍで
あり、引出口径は第１゜第２．第３電極とも１０φであ
る。マクネトロン４としては具体的には東芝袈マグネト
ロン２Ｍ１７２Δ（周波数２．４６Ｇｌ（ｚ、最高出力
３７ＱＷａ１１）を使用した。永久磁石２としては、−
個の大きさ４０ Ｘ ２２．５ Ｘ ６０、エネルギー
積４４３０．２Ｍ Ｇ Ｏｅ、残留磁束密度４３００Ｇ
、保磁力２３０００ｅのフェライト系のものが使用され
た。隣接する永久磁石２の中心側端面の極性は交互にな
っており、中心部分に、磁場強度が略零である零磁場が
形成され、その周囲（放電管内面から約３０ｍＩＩ＋の
所であり、真空シール７が設置される部分よりも外側）
に共鳴磁場が形成される。真空シール７は共鳴磁場強度
未満の箇所に設置されており、従って、プラズマの強い
衝撃を受けることはない。
第３図は第１図および第２図に示された実施例に対する
電気系統図である。マグネトロン４は第１のイオン引出
電極１０と同電位の一１０ＫＶでアース点より浮かされ
でおり、そしてヒーター電極３＼／、１４Δおよびヒー
ターカソード電力４ＫＶ、３６０ｍＡが各々ＮＢ １４
、 １５によって供給される。第２の電極１１は第３
の電極１２より電源１６によって−２）ＣＶに浮かされ
ている。放電管ｌ中に生成されたプラズマは、第１の電
極１０により正の高電位となり、プラズマ中のイオンは
第２の電極１１との間に形成される加速電界により引き
出される。円筒ヨークと放電管の間の冷却水はポンプ１
７によって熱交換器１８を介して循環するようにされて
いる。
電気系統図である。マグネトロン４は第１のイオン引出
電極１０と同電位の一１０ＫＶでアース点より浮かされ
でおり、そしてヒーター電極３＼／、１４Δおよびヒー
ターカソード電力４ＫＶ、３６０ｍＡが各々ＮＢ １４
、 １５によって供給される。第２の電極１１は第３
の電極１２より電源１６によって−２）ＣＶに浮かされ
ている。放電管ｌ中に生成されたプラズマは、第１の電
極１０により正の高電位となり、プラズマ中のイオンは
第２の電極１１との間に形成される加速電界により引き
出される。円筒ヨークと放電管の間の冷却水はポンプ１
７によって熱交換器１８を介して循環するようにされて
いる。
上述のように構成されたプラズマ発生装置において、マ
グネトロンの出力２７０Ｗａｔｔ、探針を生成プラズマ
の中央に配置した時、探針により測定した半径方向のプ
ラズマ密度分布を第４図に示す。
グネトロンの出力２７０Ｗａｔｔ、探針を生成プラズマ
の中央に配置した時、探針により測定した半径方向のプ
ラズマ密度分布を第４図に示す。
放電ガスはＨ２が使用され、○印が８ Ｘ １０−’Ｔ
ｏｒｒ、 ｘ印が２ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、Δ印が２
Ｘ １０−５Ｔｏｒｒのガス圧の場合を示している。
ｏｒｒ、 ｘ印が２ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、Δ印が２
Ｘ １０−５Ｔｏｒｒのガス圧の場合を示している。
このデータからカ＝・トオフ密度？、４６Ｘ１０１０ケ
／Ｃｌ１１を越えるプラズマがほぼ半径６Ｑｍｍの所
まで形成されていることがわかる。
／Ｃｌ１１を越えるプラズマがほぼ半径６Ｑｍｍの所
まで形成されていることがわかる。
第１図は本発明の好ましい実施例の側断面図てあり、
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図であり、第３図は第１図
および第２図に示された実施例に対する電気系統図であ
り、 第４１７１は第１図に示された実施例における半径方向
のプラズマ密度を示すグラフである。 １・・・・・・放電管、 ２・・・・・・永久磁石
３・・・・・・円筒ヨーク、 ４・・・・・・マグネ
トロン５・・・・・・同軸導波管、 ６・・・・・・ア
ンテナ７・・・・・・真空シール、１０・・・・・・第
１の電極１１・・・・・・第２の電極、１２・・・・・
・第３の電極。 第３図 第４図 手控（ｍｍ）
および第２図に示された実施例に対する電気系統図であ
り、 第４１７１は第１図に示された実施例における半径方向
のプラズマ密度を示すグラフである。 １・・・・・・放電管、 ２・・・・・・永久磁石
３・・・・・・円筒ヨーク、 ４・・・・・・マグネ
トロン５・・・・・・同軸導波管、 ６・・・・・・ア
ンテナ７・・・・・・真空シール、１０・・・・・・第
１の電極１１・・・・・・第２の電極、１２・・・・・
・第３の電極。 第３図 第４図 手控（ｍｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 マイクロ波を発生するマイクロ波発生源、 内部が高真空に保たれる放電管、 前記放電管内において、中心軸上が共鳴磁場強度未満で
あり、その周囲に共鳴磁場強度の磁場を形成する磁場発
生手段、 前記マイクロ波発生源から発生されたマイクロ波を前記
放電管内の前記共鳴磁場領域の近くまで搬送する同軸導
波管、 前記同軸導波管の内側導体が伸びて形成されたアンテナ
、および このアンテナを包囲して、前記同軸導波管の開口をシー
ルする真空シールを備えてなるプラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194742A JPH0828278B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194742A JPH0828278B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | プラズマ発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6351098A true JPS6351098A (ja) | 1988-03-04 |
| JPH0828278B2 JPH0828278B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16329472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61194742A Expired - Lifetime JPH0828278B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828278B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021041355A (ja) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | 株式会社ニッシン | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172700A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-29 | 理化学研究所 | プラズマ閉込用磁場発生装置 |
| JPS62172699A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-29 | 理化学研究所 | プラズマ閉込用磁場発生装置 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP61194742A patent/JPH0828278B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172700A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-29 | 理化学研究所 | プラズマ閉込用磁場発生装置 |
| JPS62172699A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-29 | 理化学研究所 | プラズマ閉込用磁場発生装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021041355A (ja) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | 株式会社ニッシン | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0828278B2 (ja) | 1996-03-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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